关于发光体介绍

[拼音]：faguangti

[外文]：luminophor

一种能把从外界吸收的能量转变成光的功能材料，也叫做发光材料。发光材料按其化学成分，可以分为无机和有机两种。无机发光材料按其形态又可分为多晶粉末、单晶、薄膜、非晶态四种。如果按其用途，又可以分为若干种。

最普通的发光体叫荧光粉，是用在日光灯和电视显像屏以及其他电子束管里的发光材料的统称。这类材料以前叫磷光体或晶态磷光体，其种类不下百种。

除荧光粉外，还有许多无机晶体也是极重要的发光材料。例如所有的激光晶体都是发光材料。半导体激光器和发光二极管所用的Ⅲ-Ⅴ族化合物，碱金属卤化物等也是发光材料。这类材料都是单晶，与荧光粉那种多晶材料在形态上有显著的区别。

晶体的结构和缺陷强烈地影响发光的性能，特别是有意掺进的杂质常常决定了发光的主要特征。这种和晶体结构紧密联系的性质，叫做结构敏感的性质。

有些有机晶体，也是很有用的发光材料。这类材料属于分子晶体。分子之间的相互作用很弱，它的发光主要决定于分子而不决定于晶体结构。

除多晶、单晶外，尚有薄膜发光材料。膜只有几微米的厚度，虽然它的表面是光滑的。在显微镜下观察，可以看出它是由许多小晶体组成的，所以也叫多晶薄膜，如果采取特殊手段，也可以制出单晶薄膜。发光薄膜只是在近十几年才显出它在应用上的可能性和重要性。玻璃是一种非晶态材料，它也可以制成很好的发光体，用作激光器的钕玻璃就是一例。

发生体中的杂质及缺陷对发光是很重要的。杂质的作用有：

（1）激活剂。纯的无机晶体通常并不是很好的发光体。它们往往是不发光或发光很差的。但在加进某种杂质以后，就会明显发光。这种杂质称为激活剂，无机材料本身则称为基质。通常的写法如：ZnS:Cu，前面的化合物ZnS是基质，后面的金属元素Cu是激活剂。激活剂的掺入量一般都很小，有的只是基质的万分之一，多的可到百分之几。激活剂形成发光中心。一旦基质固定了，激活剂就决定发光的光谱（颜色）、余辉和效率。例如ZnS加进万分之一的Cu发绿光，而加进万分之一的Ag则发蓝光。光是从发光中心发出来的，要有强的发光就应有尽可能多的发光中心。实践表明，激活剂的量往往很小，有一个最佳浓度。超过这个浓度，发光反而减弱。这叫浓度猝灭。

（2）猝灭剂。对一种特定的化合物(如硫化锌)，某些杂质（如Cu、Ag等）是激活剂；而另一些杂质（如Fe、Ni等）则会减弱发光，称为猝灭剂或毒化剂。猝灭剂的浓度可以小到十万分之几。

（3）共激活剂及敏化剂。另外还有一些物质，它们自已并不形成发光中心，但对发光起增强作用。有的杂质的掺入有利于发光中心的形成，称为共激活剂；有的是将所吸收的能量传给发光中心，因而加强了发光，称为敏化剂。

晶体中的缺陷可以有正反两方面的作用，它可以形成发光中心，或者产生适当条件以利于发光的激发；也可以形成猝灭中心，减弱发光；或使发光材料在使用过程中逐渐变质。

有机发光体，不需要激活剂。一个有机晶体，基质本身就是发光的主体，如果有杂质的话，其作用也是第二位的。当然也可以把少量发光的分子“溶解”在不发光的固体（如塑料）或液体中，这时发光的分子就是发光中心（也有人把它叫做激活剂，但它们在不同的溶剂中发光特性基本不变，和无机晶体中激活剂的特点完全不同）。发光效率高的有机物大多是含有双键的分子，其中包括芳香族碳氢化合物、多烯化合物等。

发光材料的制备技术是多种多样的。荧光粉常需要在上千摄氏度的高温下烧制；大块单晶需要晶体生长技术，薄层单晶则用各种外延生长技术；薄膜多用真空蒸发技术。由于晶体结构对发光性质有重大影响，有些材料的应用需要很好的单晶，制作材料的技术和晶体生长技术在很大程度上决定材料的优劣，所以是材料研究的重要方面。有机发光材料的制作主要是有机合成。

发光体主要有三个方面的用途：光源、显示显像和探测。日光灯是一种光源，激光器、发光二极管、夜光涂料也都是光源。电视、X 射线屏、夜视仪是显像，雷达屏、计算机终端荧光屏、示波器等是显示。闪烁计数器、热释光剂量计是探测器。这些应用所涉及的发光材料有几百种。一般表征发光材料特性的参数有：吸收及发射光谱、发光效率、余辉及反应速度。下表只列出少量材料作为例子，并不意味着它们包括了所有最重要的发光体。